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JP4587679B2 - Process for producing aromatic-containing cyclic olefin copolymer - Google Patents
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JP4587679B2 - Process for producing aromatic-containing cyclic olefin copolymer - Google Patents

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Description

本発明は、耐熱性、耐熱老化性等の化学的特性、透明性、屈折率等の光学的特性、及び、耐衝撃性等の機械的特性に優れた芳香族含有環状オレフィン共重合体の製造方法、その製造方法によって得られた共重合体、及び該共重合体からなる光学材料、電気・電子材料に関する。   The present invention provides an aromatic-containing cyclic olefin copolymer having excellent chemical properties such as heat resistance, heat aging resistance, optical properties such as transparency and refractive index, and mechanical properties such as impact resistance. The present invention relates to a method, a copolymer obtained by the production method, an optical material and an electric / electronic material comprising the copolymer.

高分子材料は、ガラス材料と比較して軽量で機械的物性にも優れるため種々の光学用途材料、電気・電子用途材料として注目されている。また、高分子材料は成形性に優れるため、コンパクト化、薄膜化が容易であり、ガラス材料を用いる場合に比べて製品の小型化、軽量化、耐久性の向上が期待できる。更には高分子の柔軟性や強靱性を活かしたフレキシブルな光学材料の製造も可能であり、近年の情報処理技術の進展に伴い、光通信用ファイバー、光集積回路や配線板等が高分子材料を用いて製造できることが期待されている。これらの用途向けの材料に求められる性能として、透明性、耐熱性、耐衝撃性、誘電特性などの光学特性、電気的特性、機械的特性が挙げられる。
例えば、従来、透明性に優れた樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリメチルメタクリレート樹脂、芳香族含有環状オレフィン系樹脂などが知られている。ポリカーボネート樹脂は、透明性、耐熱性、耐熱老化性、耐衝撃性などに優れるが、強アルカリに侵されやすく、耐薬品性に劣るという欠点を有している。また、ポリメチルメタクリレート樹脂は耐溶剤性、耐熱性、耐湿性などが悪いという欠点がある。
Polymer materials are attracting attention as various optical materials and electrical / electronic materials because they are lighter and have better mechanical properties than glass materials. In addition, since the polymer material is excellent in moldability, it is easy to make it compact and thin, and it can be expected that the product is smaller, lighter and more durable than the glass material. In addition, it is possible to manufacture flexible optical materials that take advantage of the flexibility and toughness of polymers. With the progress of information processing technology in recent years, optical communication fibers, optical integrated circuits, wiring boards, etc. are made of polymer materials. It is expected that it can be manufactured using Performance required for materials for these applications includes optical properties such as transparency, heat resistance, impact resistance, and dielectric properties, electrical properties, and mechanical properties.
For example, conventionally, polycarbonate resins, polymethyl methacrylate resins, aromatic-containing cyclic olefin resins and the like are known as resins having excellent transparency. Polycarbonate resins are excellent in transparency, heat resistance, heat aging resistance, impact resistance, etc., but have the disadvantage that they are easily attacked by strong alkalis and inferior in chemical resistance. Moreover, polymethylmethacrylate resin has the fault that solvent resistance, heat resistance, moisture resistance, etc. are bad.

また、環状オレフィン系樹脂は、環構造を有しないオレフィン系樹脂に比べて、高いガラス転移温度を有し透明性に優れているものの、上記のポリカーボネート樹脂やポリメチルメタクリレート樹脂に比べた場合、耐薬品性、耐溶剤性、機械的特性などに優れるが、耐熱性や透明性の点で劣っている。例えば、特許文献1によれば、付加重合によるエチレンとノルボルネン類を用いた環状オレフィン共重合体は光学特性に優れ、しかも、耐熱性、耐熱老化性、耐薬品性、耐溶剤性、誘電特性、及び機械的強度のバランスのとれた樹脂ではあるが、組成の不均一性に起因する部分的な結晶化に起因して透明性に問題を有することが開示されている。
或いは、電気・電子材料に用いられる液晶表示素子としては各画素に薄膜トランジスタを設け、走査信号とデータ信号により各画素を駆動するアクティブマトリクス型液晶表示素子の表示品位が高いことから今後の主流になる事が期待されている。この型の液晶表示素子は透明絶縁基板上に薄膜トランジスタアレイを形成したアクティブマトリクス基板と、透明絶縁基板上に透明電極を形成した対向基板とを対向配置し、その間隙に液晶材料を封止してできる。
そのため、アクティブマトリクス基板を構成する透明絶縁基板においては絶縁膜形成などのため高い耐熱性が要求され、ガラスに比べ耐熱性に劣るプラスチック基板では加工中に変形などが起き、その使用が困難であった。
In addition, the cyclic olefin-based resin has a high glass transition temperature and excellent transparency as compared with an olefin-based resin having no ring structure. However, when compared with the above polycarbonate resin or polymethyl methacrylate resin, Excellent in chemical properties, solvent resistance, mechanical properties, etc., but inferior in heat resistance and transparency. For example, according to Patent Document 1, a cyclic olefin copolymer using ethylene and norbornene by addition polymerization is excellent in optical properties, and furthermore, heat resistance, heat aging resistance, chemical resistance, solvent resistance, dielectric properties, Although it is a resin with a balanced mechanical strength, it is disclosed that it has a problem in transparency due to partial crystallization due to non-uniform composition.
Alternatively, as liquid crystal display elements used for electric and electronic materials, a thin film transistor is provided in each pixel, and an active matrix liquid crystal display element that drives each pixel by a scanning signal and a data signal has a high display quality, and will become the mainstream in the future. Things are expected. In this type of liquid crystal display element, an active matrix substrate in which a thin film transistor array is formed on a transparent insulating substrate and a counter substrate in which a transparent electrode is formed on the transparent insulating substrate are arranged opposite to each other, and a liquid crystal material is sealed in the gap. it can.
Therefore, the transparent insulating substrate constituting the active matrix substrate is required to have high heat resistance for the formation of an insulating film, etc., and the plastic substrate, which is inferior in heat resistance compared to glass, is deformed during processing and is difficult to use. It was.

一方、環状オレフィンの開環メタセシス重合によって得られた重合体は透明性の点で優れるものの、耐熱性のコントロールが難しく、耐熱性の高いものが得られないという問題がある。また、開環メタセシス重合によって得られた重合体は、構造上、主鎖中に二重結合を含むため、熱安定性の観点から、水素化工程が必要であり、付加重合と比較し製造上不利である。   On the other hand, a polymer obtained by ring-opening metathesis polymerization of a cyclic olefin is excellent in transparency, but has a problem that heat resistance is difficult to control and a polymer having high heat resistance cannot be obtained. In addition, since the polymer obtained by ring-opening metathesis polymerization contains a double bond in the main chain, a hydrogenation step is necessary from the viewpoint of thermal stability. It is disadvantageous.

また、特許文献2には、エチレンと5−アリール−ビシクロ[2,2,1]ヘプト−2−エン化合物(フェニル−ノルボルネン)とを含む原料を共重合させたランダム共重合体が開示されている。この共重合体は、可溶性のバナジウム化合物と有機アルミニウム化合物とからなる触媒を使用して製造され、フェニル−ノルボルネンの29モル%含有品ではガラス転移点が150℃とかなり高いことが示されている。また、原料であるフェニル−ノルボルネンは、芳香族オレフィン化合物(例えば、スチレン、α−メチルスチレン、インデン等)と、シクロペンタジエン又はジシクロペンタジエンとのディールス・アルダー反応等よりモノマーの製造が容易であることが示されている。   Patent Document 2 discloses a random copolymer obtained by copolymerizing a raw material containing ethylene and a 5-aryl-bicyclo [2,2,1] hept-2-ene compound (phenyl-norbornene). Yes. This copolymer is produced using a catalyst composed of a soluble vanadium compound and an organoaluminum compound, and the glass transition point of a product containing 29 mol% of phenyl-norbornene has been shown to be as high as 150 ° C. . Further, phenyl-norbornene, which is a raw material, can be easily produced by a Diels-Alder reaction between an aromatic olefin compound (for example, styrene, α-methylstyrene, indene, etc.) and cyclopentadiene or dicyclopentadiene. It has been shown.

更に、特許文献3や特許文献4によれば、得られる芳香族含有環状オレフィン共重合体は、高い耐衝撃性を有することが開示されている。しかし、例えば、特許文献3において、メタロセン/MAO(或いはB系助触媒)系触媒を使用すると、α‐オレフィンと芳香族置換ノルボルネンとの共重合を実施しても、共重合性が悪く、重合活性も低く、例えば、高いガラス転移点を有する共重合体を得ることに限界があった。   Furthermore, according to Patent Document 3 and Patent Document 4, it is disclosed that the obtained aromatic-containing cyclic olefin copolymer has high impact resistance. However, for example, in Patent Document 3, when a metallocene / MAO (or B-type cocatalyst) -based catalyst is used, even if the copolymerization of an α-olefin and an aromatic-substituted norbornene is carried out, the copolymerizability is poor and the polymerization is performed. There was a limit in obtaining a copolymer having low activity, for example, having a high glass transition point.

また、これらの芳香族含有環状オレフィン共重合体は、ノルボルネンやテトラシクロドデセンなどの芳香族を含まない環状オレフィン共重合体と比べ、耐熱老化性が悪く、比較的低い温度条件であっても、容易に酸化し易く黄変したり、架橋反応や分解反応が起きる。従って、成型加工性が悪く、使用条件によっては、得られる共重合体の光学特性が低下し、同用途への利用が難しく、更なる特性の改良が望まれている。
特許第1988424号公報 特許第2029392号公報 特表平11−504669号公報 特許第3203029号公報
In addition, these aromatic-containing cyclic olefin copolymers have poor heat aging resistance compared to cyclic olefin copolymers not containing aromatics such as norbornene and tetracyclododecene, and even under relatively low temperature conditions. It easily oxidizes, yellows, and undergoes crosslinking and decomposition reactions. Therefore, the molding processability is poor, and depending on the use conditions, the optical properties of the resulting copolymer are lowered, making it difficult to use in the same application, and further improvements in properties are desired.
Japanese Patent No. 1988424 Japanese Patent No. 2029392 Japanese National Patent Publication No. 11-504669 Japanese Patent No. 3203029

本発明の目的は、上記のような従来の芳香族含有環状オレフィン共重合体の有する問題点を解決し、耐熱性、耐衝撃性、耐熱老化性、透明性などの光学材料特性に優れ、かつ、ガラス転移点が高い芳香族含有環状オレフィン共重合体の製造方法、それによって製造された共重合体、及び該共重合体を含む光学材料、電気・電子材料を提供することにある。   The object of the present invention is to solve the problems of the conventional aromatic-containing cyclic olefin copolymer as described above, and to be excellent in optical material properties such as heat resistance, impact resistance, heat aging resistance and transparency, and Another object of the present invention is to provide a method for producing an aromatic-containing cyclic olefin copolymer having a high glass transition point, a copolymer produced thereby, an optical material containing the copolymer, and an electric / electronic material.

本発明者らは、上記目的を達成するべく鋭意研究を重ねた結果、α―オレフィンと特定の構造を有する芳香族含有環状オレフィンとを、特定の構造を有するメタロセン化合物とアルミノキサンと組み合わせた触媒の存在下に共重合させることにより、上記の目的を達成できることを見出し本発明に到達した。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the inventors of the present invention have developed a catalyst in which an α-olefin and an aromatic-containing cyclic olefin having a specific structure are combined with a metallocene compound having a specific structure and an aluminoxane. The inventors have found that the above-described object can be achieved by copolymerization in the presence of the present invention, and have reached the present invention.

即ち、本発明における特定構造を有する芳香族含有環状オレフィンは、5-メチル若しくはエチル-5-フェニル-ビシクロ[2,2,1]ヘプト-2-エン(メチル若しくはエチルフェニルノルボルネン)からなる芳香族含有環状オレフィンと、α−オレフィンとを、特定の構造を有するメタロセン化合物とメチルアルミノキサンと組み合わせた触媒の存在下に共重合させることにより、得られる共重合体は、耐熱性、耐熱老化性、及び透明性などの光学特性に極めて優れることが判明した。従って、得られる芳香族含有環状オレフィン共重合体樹脂は、光ファイバー、レンズ、ディスク、又は窓ガラスなどの光学材料や電気・電子材料として極めて有用である。 That is, the aromatic-containing cyclic olefin having a specific structure in the present invention is an aromatic composed of 5-methyl or ethyl-5-phenyl-bicyclo [2,2,1] hept-2-ene (methyl or ethylphenylnorbornene). containing a cyclic olefin, and α- olefin, by copolymerization in the presence of a catalyst obtained by combining the metallocene compound having a specific structure and methyl aluminoxane, the resulting copolymer is excellent in heat resistance, heat aging resistance, And optical properties such as transparency were found to be extremely excellent. Therefore, the obtained aromatic-containing cyclic olefin copolymer resin is extremely useful as an optical material such as an optical fiber, a lens, a disk, or a window glass, or an electric / electronic material.

(1)α−オレフィンと、5-メチル若しくはエチル-5-フェニル-ビシクロ[2,2,1]ヘプト-2-エン(メチル若しくはエチルフェニルノルボルネン)からなる芳香族含有環状オレフィンとを、メチレン(シクロペンタジエニル)(テトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリドとメチルアルミノキサンとを含む触媒の存在下に共重合させることを特徴とする芳香族含有環状オレフィン共重合体の製造方法。
(2)前記α−オレフィンと、前記芳香族含有環状オレフィンと、更に、ビシクロ[2,2,1]ヘプト-2-エン(ノルボルネン)からなる環状オレフィンとを共重合さる上記81)に記載の芳香族含有環状オレフィン共重合体の製造方法。
上記(1)又は(2)に記載の製造方法で得られ、かつ示差走査熱量分析計(空気中(空気供給速度50ml/min)で温度30℃から350℃に昇温速度5℃/minでて昇温させて測定)による発熱開始温度が180℃以上である芳香族含有環状オレフィン共重合体。
)上記()に記載の芳香族含有環状オレフィン共重合体を含む光学材料。
)上記()に記載の芳香族含有環状オレフィン共重合体を含む電気・電子材料。
(1) An α-olefin and an aromatic-containing cyclic olefin composed of 5-methyl or ethyl-5-phenyl-bicyclo [2,2,1] hept-2-ene (methyl or ethylphenylnorbornene) are mixed with methylene ( A process for producing an aromatic-containing cyclic olefin copolymer, comprising copolymerizing in the presence of a catalyst comprising cyclopentadienyl) (tetramethylcyclopentadienyl) zirconium dichloride and methylaluminoxane.
(2) said and α- olefin, and the aromatic-containing cycloolefin, further, bicyclo [2,2,1] hept-2-on en the 81 and cycloolefin consisting (norbornene) Ru is copolymerized) The manufacturing method of aromatic-containing cyclic olefin copolymer of description.
( 3 ) Obtained by the production method described in (1) or (2 ) above, and a differential scanning calorimeter (temperature rising from 30 ° C. to 350 ° C. in air (air supply rate 50 ml / min) 5 ° C. An aromatic-containing cyclic olefin copolymer having an exothermic starting temperature of 180 ° C. or higher as measured by raising the temperature at / min.
(4) including optical science material an aromatic-containing cycloolefin copolymer according to (3).
(5) the including electrical and electronic materials an aromatic-containing cycloolefin copolymer according to (3).

本発明の芳香族含有環状オレフィン共重合体の製造方法は、触媒は高活性でしかも高い共重合性を示し、効率的な製造方法であるとともに、かつ得られた芳香族含有環状オレフィン共重合体は、極めて高いガラス転移点を有し、耐熱性、耐熱老化性、低黄色性等の化学的特性、透明性、屈折率等の光学的特性、及び、耐衝撃性等の機械的特性に優れる。
特に、本発明の芳香族含有環状オレフィン共重合体は、耐熱性とともに耐熱老化性に優れる。従来の芳香族含有環状オレフィン共重合体は高い耐熱性を有しながらも、耐熱老化性の悪さから高い成型加工温度が必要なために、成型加工時に劣化が生じ、更に材料として使用するにあたっても高温条件下での使用による劣化が避けられず、劣化に伴う光学特性の低下が起こしていた。しかし、本発明の共重合体は、耐熱性を損なうことなく高い耐熱老化性があるため成形時などの劣化を抑制でき、透明性、低黄色度の優れた光学材料、及び電気・電子材料を提供する。
The method for producing an aromatic-containing cyclic olefin copolymer of the present invention is an efficient production method in which the catalyst has high activity and high copolymerizability, and the obtained aromatic-containing cyclic olefin copolymer. Has an extremely high glass transition point, and is excellent in chemical properties such as heat resistance, heat aging resistance, low yellowness, optical properties such as transparency and refractive index, and mechanical properties such as impact resistance. .
In particular, the aromatic-containing cyclic olefin copolymer of the present invention is excellent in heat aging resistance as well as heat resistance. Although conventional aromatic-containing cyclic olefin copolymers have high heat resistance, they require high molding processing temperature due to their poor heat aging resistance, so that deterioration occurs during molding processing, and even when they are used as materials. Deterioration due to use under high temperature conditions is unavoidable, and optical characteristics have been degraded due to deterioration. However, since the copolymer of the present invention has high heat aging resistance without impairing heat resistance, it can suppress deterioration during molding and the like, and has excellent transparency, low yellowness optical materials, and electric / electronic materials. provide.

以下、本発明について具体的に説明する。本発明に使用されるα−オレフィン(モノマー成分[A])としては、エチレンの他に、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン等の好ましくは炭素数1〜20の鎖状のα−オレフィンが挙げられる。これらのうち、特にエチレンが好ましい。   Hereinafter, the present invention will be specifically described. As the α-olefin (monomer component [A]) used in the present invention, in addition to ethylene, propylene, 1-butene, 1-hexene, 4-methyl-1-pentene, 1-octene, 1-decene, A linear α-olefin having 1 to 20 carbon atoms such as 1-dodecene and 1-tetradecene is preferable. Of these, ethylene is particularly preferable.

本発明おいて、上記モノマー成分[A]と共重合させるモノマー成分[B]である芳香族含有環状オレフィンとしては、5-メチル-5-フェニル-ビシクロ[2,2,1]ヘプト-2-エン(メチルフェニルノルボルネン)又は、5-エチル-5-フェニル-ビシクロ[2,2,1]ヘプト-2-エン(エチルフェニルノルボルネン)が挙げられる。 In the present invention, the aromatic component-containing cyclic olefin which is the monomer component [B] to be copolymerized with the monomer component [A] is 5-methyl-5-phenyl-bicyclo [2,2,1] hept-2-. Ene (methylphenylnorbornene) or 5-ethyl-5-phenyl-bicyclo [2,2,1] hept-2-ene (ethylphenylnorbornene) .

上記のモノマー成分[B]は、対応するシクロペンタジエンと芳香族含有オレフィンをディールス・アルダー反応させることによって得ることができる。例えば、5-メチル-5-フェニル-ビシクロ[2,2,1]ヘプト-2-エンの製造方法としては、よく乾燥させ窒素置換したオートクレーブ中に、シクロペンタジエンの二量体であるジシクロペンタジエンを加え、α―メチルスチレンをジシクロペンタジエンに対して2.2倍モル量加える。重合禁止剤として、tert-ブチルカテコールをα―メチルスチレンに対して1.0重量%加える。窒素で微加圧にし、180℃まで昇温させる。内温が180℃に達してから3〜9時間反応させる。予定していた反応時間経過後、室温まで冷却し、反応液を取り出す。反応液を水酸化カリウム水溶液でアルカリ洗浄し、重合禁止剤を除去する。その後、脱水剤として水素化カルシウムを加え、減圧蒸留により目的とする芳香族含有環状オレフィンを得ることができる。   The monomer component [B] can be obtained by reacting a corresponding cyclopentadiene and an aromatic-containing olefin with a Diels-Alder reaction. For example, a method for producing 5-methyl-5-phenyl-bicyclo [2,2,1] hept-2-ene includes dicyclopentadiene which is a dimer of cyclopentadiene in an autoclave which has been thoroughly dried and substituted with nitrogen. And α-methylstyrene is added in a 2.2-fold molar amount with respect to dicyclopentadiene. As a polymerization inhibitor, 1.0% by weight of tert-butylcatechol is added to α-methylstyrene. Slightly pressurize with nitrogen and heat up to 180 ° C. The reaction is carried out for 3 to 9 hours after the internal temperature reaches 180 ° C. After the scheduled reaction time has elapsed, the reaction solution is cooled to room temperature and the reaction solution is taken out. The reaction solution is washed with an aqueous solution of potassium hydroxide to remove the polymerization inhibitor. Thereafter, calcium hydride is added as a dehydrating agent, and the desired aromatic-containing cyclic olefin can be obtained by distillation under reduced pressure.

本発明において、モノマー成分[A]とモノマー成分[B]を共重合して得られる共重合体において、モノマー成分[B]は少なくとも5モル%以上含まれる。モノマー成分[A]の繰り返し単位は、共重合体全体の20〜95モル%、好ましくは、30〜90モル%、特に好ましくは、40〜90モル%である。一方、モノマー成分[B]の繰り返し単位は共重合体全体の80〜5モル%、好ましくは、70〜10モル%、特に、60〜10モル%である。また、モノマー成分[C]を含む共重合体においては、モノマー成分[C]の繰り返し単位は共重合体中、70モル%以下、好ましくは60モル%以下、特に好ましくは50モル%以下である。また、共重合体に含まれるモノマー成分[A],モノマー成分[B]及びモノマー成分[C]は1種類だけではなく、複数の種類を混合して使用してもよい。   In the present invention, in the copolymer obtained by copolymerizing the monomer component [A] and the monomer component [B], the monomer component [B] is contained at least 5 mol% or more. The repeating unit of the monomer component [A] is 20 to 95 mol%, preferably 30 to 90 mol%, particularly preferably 40 to 90 mol%, based on the entire copolymer. On the other hand, the repeating unit of the monomer component [B] is 80 to 5 mol%, preferably 70 to 10 mol%, particularly 60 to 10 mol% of the entire copolymer. In the copolymer containing the monomer component [C], the repeating unit of the monomer component [C] is 70 mol% or less, preferably 60 mol% or less, particularly preferably 50 mol% or less in the copolymer. . Further, the monomer component [A], monomer component [B], and monomer component [C] contained in the copolymer are not limited to one type, and a plurality of types may be mixed and used.

本発明では、上記のモノマー成分[A]、[B]及び[C]を共重合させて、芳香族含有環状オレフィン共重合体を製造する場合、メチレン(シクロペンタジエニル)(テトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド(以下、メタロセン化合物〔a〕ともいう)メチルアルミノキサン(以下、アルミノキサン〔b〕ともいう)、及び必要に応じて有機アルミニウム化合物[c]とを含む触媒が用いられる。 In the present invention, when the above monomer components [A], [B] and [C] are copolymerized to produce an aromatic-containing cyclic olefin copolymer, methylene (cyclopentadienyl) (tetramethylcyclopenta). dienyl) zirconium dichloride (hereinafter also referred to as the metallocene compound [a]) and methyl aluminoxane (hereinafter, also referred to as aluminoxanes [b]), and an organoaluminum compound as needed [c] and Ru is used a catalyst comprising a.

また、上記メタロセン化合物[a]とともに、本発明で使用される触媒を構成するもう
一つの成分であるメチルアルミノキサン(MAO)は好ましくは分子量200〜10,000を有する。
上記メチルアルミノキサンは芳香族炭化水素溶媒(ベンゼン、トルエンなど)に対して可溶であるが、本発明では、このようなメチルアルミノオキサンの外に、芳香族炭化水素溶媒に不溶化したアルミノキサンを使用することができる。
Further, the metallocene compound with [a], another component der Ru methyl Aruminokisa emission constituting the catalyst used in the present invention (MAO) preferably have a molecular weight from 200 to 10,000.
The methyl aluminoxanes fang aromatic hydrocarbon solvents (benzene, toluene, etc.), but soluble in an, in the present invention, out of such methyl aluminoxane, an aluminoxane and insoluble in aromatic hydrocarbon solvents Can be used.

アルミノキサンは既知の方法、例えば、炭化水素溶媒中にトリアルキルアルミニウム化合物を溶解させ、トリアルキルアルミニウム化合物に対して等量の水を徐々に加えて加水分解する方法や炭化水素溶媒中で硫酸銅水和物などを懸濁させ、該水和物結晶水に対して1〜3倍当量のトリアルキルアルミニウム化合物を接触させて加水分解する方法などで製造できる。また、芳香族炭化水素溶媒に不溶性のアルミノキサンは、例えば、アルミノキサン溶液と、水又は活性水素含有化合物とを接触させる方法、あるいは、トリアルキルアルミニウムの様な有機アルミニウム化合物と水とを接触させる方法などにより製造することができる。使用するアルミノキサンは上記のように合成してもよいが、勿論市販のものも使用できる。   The aluminoxane is a known method, for example, a method in which a trialkylaluminum compound is dissolved in a hydrocarbon solvent, and an equivalent amount of water is gradually added to the trialkylaluminum compound to hydrolyze or a copper sulfate solution in a hydrocarbon solvent. It can be produced by a method in which a hydrate or the like is suspended and hydrolyzed by bringing 1 to 3 equivalents of a trialkylaluminum compound into contact with the hydrated crystal water. The aluminoxane insoluble in the aromatic hydrocarbon solvent is, for example, a method in which an aluminoxane solution is brought into contact with water or an active hydrogen-containing compound, or a method in which an organoaluminum compound such as trialkylaluminum is brought into contact with water. Can be manufactured. The aluminoxane used may be synthesized as described above, but of course commercially available products can also be used.

本発明で使用される触媒は、更に、必要に応じて有機アルミニウム化合物[c]も触媒成分として含むことができる。該有機アルミニウム化合物[c]としては、例えば、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリ-n-ブチルアルミニウム、トリ-イソ-ブチルアルミニウム、ジメチルアルミニウムクロリド、ジメチルアルミニウムメトキシド、ジエチルアルミニウムフェノキシド等が挙げられる。なかでも、特に、トリメチルアルミニウムやトリエチルアルミニウム、トリ-イソ-ブチルアルミニウムが好ましい。   The catalyst used in the present invention can further contain an organoaluminum compound [c] as a catalyst component, if necessary. Examples of the organoaluminum compound [c] include trimethylaluminum, triethylaluminum, tri-n-butylaluminum, tri-iso-butylaluminum, dimethylaluminum chloride, dimethylaluminum methoxide, diethylaluminum phenoxide and the like. Of these, trimethylaluminum, triethylaluminum, and tri-iso-butylaluminum are particularly preferable.

上記の触媒成分[a]〜[c]の使用量は、重合系内のメタロセン化合物[a]の遷移金属濃度として、好ましくは、10-6〜1グラム原子/リットル、特に好ましくは、10-5〜10-1グラム原子/リットルである。また、アルミノキサン[b]の使用量は、重合系内のアルミニウム濃度として、好ましくは、10-4〜10グラム原子/リットル、特に好ましくは、10-3〜1グラム原子/リットルである。また、必要に応じて使用される有機アルミニウム化合物[c]の使用量は重合系内のアルミニウム濃度として、アルミノキサン[b]]とは別に、好ましくは、10-6〜10グラム原子/リットル、特に好ましくは、10-5〜1グラム原子/リットルである。 The amount of the catalyst components [a] to [c] used is preferably 10 −6 to 1 gram atom / liter, particularly preferably 10 as the transition metal concentration of the metallocene compound [a] in the polymerization system. 5 to 10 -1 gram atoms / liter. The amount of aluminoxane [b] used is preferably 10 −4 to 10 gram atoms / liter, particularly preferably 10 −3 to 1 gram atoms / liter, as the aluminum concentration in the polymerization system. In addition, the amount of the organoaluminum compound [c] used as necessary is preferably 10 −6 to 10 gram atoms / liter, in particular, as an aluminum concentration in the polymerization system, apart from the aluminoxane [b]]. Preferably, it is 10 −5 to 1 gram atom / liter.

本発明で上記各触媒成分は、芳香族炭化水素溶媒、例えばトルエンなどの適当な溶媒中で予め混合した溶液を重合系に供給してもよいし、あるいは上記各成分はモノマー又は適当な溶媒に溶かした溶液を同時又は別々に重合系内に供給してそこで混合させてもよい。なかでも、上記メタロセン化合物(a)、アルミノキサン(b)及び必要に応じて有機アルミニウム化合物(c)を予め混合して重合系に供給するのが好ましい。   In the present invention, each of the above catalyst components may be supplied to the polymerization system as a premixed solution in an appropriate solvent such as an aromatic hydrocarbon solvent such as toluene, or each of the above components may be added to a monomer or an appropriate solvent. The dissolved solutions may be fed simultaneously or separately into the polymerization system and mixed there. Especially, it is preferable to mix the said metallocene compound (a), aluminoxane (b), and the organoaluminum compound (c) as needed, and to supply it to a polymerization system.

本発明において、上記触媒を用いて、モノマー成分[A]、モノマー成分[B]、及び必要に応じて、モノマー成分[C]を共重合させる重合方法は、バッチ式又は連続式の気相重合方法、塊状重合方法、適当な溶媒を使用する溶液重合方法、あるいはスラリー重合方法などの何れの重合方法でもよい。なかでも、反応系が均一であるため熱伝導が良く、重合反応の制御が容易であり、重合生成物が溶媒に均一に分散し、活性点の周りに堆積しないことから、重合活性の低下が起きにくく、嵩高いモノマーも重合しやすいなど理由により溶液重合方法が好ましい。溶液重合方法の場合に使用される溶媒としては、好ましくは不活性炭化水素溶媒が使用されるが、モノマー成分[B]又はモノマー成分[C]を溶媒として用いてもよい。不活性炭化水素溶媒としては、例えば、ブタン、イソブタン、ペンタン、ヘキサン、オクタン、デカリン等の脂肪族炭化水素、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサンなどの脂環族炭化水素、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、ナフサ、灯油、軽油等の石油留分等を用いることができ、これらの溶媒を混合して用いてもよい。好ましい溶媒としては芳香族炭化水素が挙げられ、特に好ましい溶媒としてはトルエンが挙げられる。   In the present invention, the polymerization method for copolymerizing the monomer component [A], the monomer component [B], and, if necessary, the monomer component [C] using the catalyst is a batch type or continuous type gas phase polymerization. Any polymerization method such as a method, a bulk polymerization method, a solution polymerization method using an appropriate solvent, or a slurry polymerization method may be used. Among them, since the reaction system is uniform, heat conduction is good, control of the polymerization reaction is easy, and the polymerization product is uniformly dispersed in the solvent and does not deposit around the active point. The solution polymerization method is preferred because it is difficult to occur and bulky monomers are easily polymerized. As the solvent used in the solution polymerization method, an inert hydrocarbon solvent is preferably used, but the monomer component [B] or the monomer component [C] may be used as a solvent. Examples of the inert hydrocarbon solvent include aliphatic hydrocarbons such as butane, isobutane, pentane, hexane, octane, and decalin, alicyclic hydrocarbons such as cyclopentane, methylcyclopentane, cyclohexane, methylcyclohexane, and dimethylcyclohexane, Aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene, petroleum fractions such as naphtha, kerosene and light oil can be used, and these solvents may be used in combination. A preferred solvent is an aromatic hydrocarbon, and a particularly preferred solvent is toluene.

重合条件として、温度は一般に−100〜250℃、好ましくは、−50〜200℃、特に好ましくは、0〜150℃である。また、圧力は、一般に10MPa以下、好ましくは、常圧〜5MPaである。反応時間は、単量体の種類、触媒濃度、重合温度等の反応条件により異なるが、通常は3分〜5時間、好ましくは5分〜3時間である。なお、この反応時間は、連続式で共重合させる場合には重合液の平均滞留時間を示している。なお、目的とする共重合体の分子量は、系内に水素を導入してコントロールすることができる。
なお、本発明で使用する触媒の特徴は、従来の触媒と比べ、高活性でしかも、芳香族含有環状オレフィンの共重合性が高い。そのような触媒を用いて共重合することによって高いガラス転移点、しいては耐熱性が優れた共重合体が得られる。更に、本発明においては、特定の芳香族含有環状オレフィンを用いることで、得られる共重合体が、従来にない、透明性、低黄色度、耐熱老化性の優れたものとなる。
As polymerization conditions, the temperature is generally -100 to 250 ° C, preferably -50 to 200 ° C, particularly preferably 0 to 150 ° C. The pressure is generally 10 MPa or less, preferably from normal pressure to 5 MPa. The reaction time varies depending on the reaction conditions such as monomer type, catalyst concentration, polymerization temperature and the like, but is usually 3 minutes to 5 hours, preferably 5 minutes to 3 hours. In addition, this reaction time has shown the average residence time of the polymerization liquid, when making it copolymerize by a continuous type. The molecular weight of the target copolymer can be controlled by introducing hydrogen into the system.
The catalyst used in the present invention is characterized by high activity and high copolymerization of the aromatic-containing cyclic olefin as compared with conventional catalysts. By copolymerization using such a catalyst, a copolymer having a high glass transition point and excellent heat resistance can be obtained. Furthermore, in the present invention, by using a specific aromatic-containing cyclic olefin, the obtained copolymer has excellent transparency, low yellowness, and heat aging resistance, which has not been obtained conventionally.

上記に示す反応条件によって、目的とする芳香族含有環状オレフィン系共重合体を含む溶液が得られる。この重合液中に、通常、芳香族含有環状オレフィン系共重合体は、好ましくは1〜500g/リットル、特に好ましくは5〜300g/リットルの濃度で含まれる。この重合液を常法に従って処理することにより環状オレフィン系共重合体が得られる。例えば、重合液にメタノールを加え反応を停止させた後に触媒成分をセライトなどのろ過助剤に吸着させた後、吸着した触媒と共にセライトをろ過して分離したり、又は重合液にシリカゲルなどを接触させて共重合体から触媒成分を分離できる。次いで、この重合液を以下の(A)や(B)の方法で目的とする芳香族含有環状オレフィン系共重合体を得ることができる。
(A)強攪拌下に大過剰(例えば3倍量以上)のアセトンなどの貧溶媒中に投入して環状オレフィン系共重合体を析出させる。析出した共重合体を濾別して、アセトンなどの共重合体に対する貧溶媒で洗浄する。必要に応じて析出した共重合体を良溶媒に再溶解させ、再度アセトンなどの貧溶媒中に投入して環状オレフィン系共重合体を析出させる。蒸発機などを使用して未反応モノマーや溶媒成分を蒸発させて除去し、重合体を乾燥させながら得る。
A solution containing the target aromatic-containing cyclic olefin copolymer is obtained by the reaction conditions shown above. In this polymerization solution, the aromatic-containing cyclic olefin copolymer is usually contained in a concentration of preferably 1 to 500 g / liter, particularly preferably 5 to 300 g / liter. A cyclic olefin copolymer is obtained by treating this polymerization solution according to a conventional method. For example, after methanol is added to the polymerization solution to stop the reaction, the catalyst components are adsorbed on a filter aid such as celite, and then the cerite is filtered and separated together with the adsorbed catalyst, or silica gel is contacted with the polymerization solution. Thus, the catalyst component can be separated from the copolymer. Next, the target aromatic-containing cyclic olefin copolymer can be obtained from the polymerization solution by the following methods (A) and (B).
(A) It is put into a poor solvent such as acetone in a large excess (for example, 3 times or more) under strong stirring to precipitate a cyclic olefin copolymer. The precipitated copolymer is filtered off and washed with a poor solvent for the copolymer such as acetone. If necessary, the precipitated copolymer is redissolved in a good solvent, and again injected into a poor solvent such as acetone to precipitate a cyclic olefin copolymer. Using an evaporator or the like, unreacted monomers and solvent components are removed by evaporation, and the polymer is obtained while drying.

本発明により得られた芳香族含有環状オレフィン系共重合体は、耐熱性、耐衝撃性、透明性とともに、特に耐熱老化性に優れており、従来の芳香族含有環状オレフィン共重合体で生じていた加熱による酸化反応、分解反応、及び架橋反応が起きない。このような本発明の共重合体は以下に示すような3つの特長を有する。
a.酸化反応による透明性の低下、着色などが生じない。
b.分解反応による強度低下、気泡の混入、成型加工時の悪臭などが生じない。
c.架橋反応によるゲルの発生、それに伴う歪みなどが生じない。
これらの特長から、光学材料として極めて優れるものである。より詳しく述べると、従来の芳香族含有環状オレフィン共重合体は高い耐熱性を有しているため高い成型加工温度が必要であった。その結果、耐熱老化性の悪さから成型加工時に劣化が生じ、更に材料として使用するにあたっても高温条件下での使用による劣化が避けられず、劣化に伴う光学特性の低下が起きるために光学材料として用いることが困難であった。しかし、本発明の共重合体は、本来の高い耐熱性を損なうことなく、高い耐熱老化性を実現できるため、劣化反応による光学特性の低下を抑制でき、優れた光学材料になる。
The aromatic-containing cyclic olefin-based copolymer obtained by the present invention is excellent in heat aging resistance as well as heat resistance, impact resistance, and transparency, and is produced in conventional aromatic-containing cyclic olefin copolymers. Oxidation reaction, decomposition reaction, and cross-linking reaction are not caused by heating. Such a copolymer of the present invention has the following three features.
a. There is no reduction in transparency or coloration due to the oxidation reaction.
b. No degradation of strength due to decomposition reaction, mixing of bubbles, bad odor during molding processing, etc.
c. The generation of gel due to the cross-linking reaction and the accompanying distortion do not occur.
From these features, it is extremely excellent as an optical material. More specifically, since a conventional aromatic-containing cyclic olefin copolymer has high heat resistance, a high molding processing temperature is required. As a result, deterioration occurs at the time of molding due to poor heat aging resistance, and even when used as a material, deterioration due to use under high temperature conditions is unavoidable, and optical characteristics are deteriorated due to deterioration, so as an optical material It was difficult to use. However, since the copolymer of the present invention can realize high heat aging resistance without impairing the original high heat resistance, it can suppress a decrease in optical properties due to a deterioration reaction and becomes an excellent optical material.

かくして、本発明で得られた芳香族含有環状オレフィン重合体の分子量は、一般にゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)によって測定した重量平均分子量(Mw)が5,000〜300,000にあり、特に、10,000〜200,000である。分子量分布(Mw/Mn)は1.5〜3.5にあり、特に好ましくは、1.6〜2.5にある。また、上記共重合体を光学材料に用いる場合、厚さ3mmの板状成形体で測定された全光線透過率は85%以上、好ましくは88%以上であり、特に従来の芳香族含有環状オレフィン重合体では有しない90%以上が得られる。また、黄色度も従来の芳香族含有環状オレフィン重合体では有しない2.5以下、特に2.0以下である。屈折率は、1.5〜1.6と高く、かつ耐熱老化性の目安である酸化劣化に伴う発熱開始温度は180℃以上を有する。また、ガラス転移温度(Tg)は、60〜260℃、特には80〜240℃にある。   Thus, the molecular weight of the aromatic-containing cyclic olefin polymer obtained in the present invention is generally 5,000 to 300,000 in weight average molecular weight (Mw) measured by gel permeation chromatography (GPC). 10,000 to 200,000. The molecular weight distribution (Mw / Mn) is from 1.5 to 3.5, particularly preferably from 1.6 to 2.5. When the copolymer is used as an optical material, the total light transmittance measured with a 3 mm-thick plate-shaped molded article is 85% or more, preferably 88% or more, and particularly a conventional aromatic-containing cyclic olefin. 90% or more not obtained in the polymer can be obtained. Further, the yellowness is 2.5 or less, particularly 2.0 or less, which the conventional aromatic-containing cyclic olefin polymer does not have. The refractive index is as high as 1.5 to 1.6, and the heat generation start temperature associated with oxidative degradation, which is a measure of heat aging resistance, is 180 ° C. or higher. The glass transition temperature (Tg) is 60 to 260 ° C, particularly 80 to 240 ° C.

また、本発明で得られた共重合体は、通常の熱可塑性樹脂と同様に既知の方法で成形加工することができる。例えば、単軸押出機、ベント式押出機、2本スクリュー押出機、円錐型2本スクリュー押出機、コニーダー、プラティフィケーター、ミクストルーダー、2軸コニカルスクリュー押出機、遊星ねじ押出機、歯車式押出機又はスクリューレス押出機等の成形機を用いて押出成形、射出成形、ブロー成形又は回転成形等を行うことにより所望の形状の成形体を得ることができる。   Moreover, the copolymer obtained by this invention can be shape | molded by a known method similarly to a normal thermoplastic resin. For example, single screw extruder, vented extruder, twin screw extruder, conical twin screw extruder, conyder, plasticizer, mixed screwer, twin screw conical screw extruder, planetary screw extruder, geared extruder A molded body having a desired shape can be obtained by performing extrusion molding, injection molding, blow molding, rotational molding, or the like using a molding machine such as a machine or a screwless extruder.

成形加工に際して、必要に応じて、酸化防止剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、光安定剤、帯電防止剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、防曇剤、滑剤、染料、顔料、天然油、合成油、ワックスなどを配合することができ、その配合割合は適宜設定することができる。   Anti-oxidant, heat stabilizer, weather stabilizer, light stabilizer, antistatic agent, slip agent, anti-blocking agent, anti-fogging agent, lubricant, dye, pigment, natural oil, synthetic as needed Oils, waxes, and the like can be blended, and the blending ratio can be set as appropriate.

また、本発明で得られた芳香族含有環状オレフィン重合体は、必要に応じて酸化安定剤を含むことができる。酸化安定剤としては、フェノール系安定剤、リン系安定剤、イオウ系安定剤、脂肪酸金属塩系安定剤、脂肪酸エステル系安定剤などが使用できる。   Moreover, the aromatic-containing cyclic olefin polymer obtained by this invention can contain an oxidation stabilizer as needed. As the oxidation stabilizer, a phenol stabilizer, a phosphorus stabilizer, a sulfur stabilizer, a fatty acid metal salt stabilizer, a fatty acid ester stabilizer, or the like can be used.

例えば、フェノール系安定剤としては、テトラキス[メチレン-3(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン、β-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル) プロピオン酸アルキルエステル及び2,2'-オキザミドビス[エチル-3(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)]プロピオネートなどが挙げられる。脂肪酸金属塩系安定剤としては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、及び12-ヒドロキシステアリン酸カルシウムなどが挙げられる。脂肪酸エステル系安定剤としては、グリセリンモノステアレート、グリセリンモノラウレート、グリセリンモノミリステート、グリセリンモノパルミテート、グリセリンジステアレート及びグリセリンジラウレート等のグリセリン脂肪酸エステル;ペンタエリスリトールモノステアレート、ペンタエリスリトールモノラウレート、ペンタエリスリトールジラウレート、ペンタエリスリトールジステアレート及びペンタエリスリトールトリステアレート等のペンタエリスリトールの脂肪酸エステルが挙げられる。   For example, phenolic stabilizers include tetrakis [methylene-3 (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane, β- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxy And phenyl) propionic acid alkyl esters and 2,2′-oxamide bis [ethyl-3 (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)] propionate. Examples of the fatty acid metal salt stabilizer include zinc stearate, calcium stearate, and 12-hydroxycalcium stearate. Examples of fatty acid ester stabilizers include glycerin fatty acid esters such as glycerin monostearate, glycerin monolaurate, glycerin monomyristate, glycerin monopalmitate, glycerin distearate and glycerin dilaurate; pentaerythritol monostearate, pentaerythritol mono Examples include fatty esters of pentaerythritol such as laurate, pentaerythritol dilaurate, pentaerythritol distearate, and pentaerythritol tristearate.

本発明では、特に、フェノール系安定剤及び多価アルコールの脂肪酸エステル系安定剤とを組み合わせて用いることが好ましく、この多価アルコールの脂肪酸エステル系安定剤は3価以上の多価アルコールのアルコール性水酸基の一部がエステル化された多価アルコール脂肪酸エステルであることが好ましい。この組み合わせの例としては、テトラキス[メチレン-3(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタンとステアリン酸亜鉛及びグリセリンモノステアレートとの組合せ等が挙げられる。   In the present invention, it is particularly preferable to use a combination of a phenolic stabilizer and a fatty acid ester stabilizer of a polyhydric alcohol, and the fatty acid ester stabilizer of the polyhydric alcohol is a trihydric or higher alcoholic alcohol. A polyhydric alcohol fatty acid ester in which a part of the hydroxyl group is esterified is preferable. Examples of this combination include a combination of tetrakis [methylene-3 (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane, zinc stearate and glycerol monostearate.

上記フェノール系安定剤が使用される場合、芳香族含有環状オレフィン共重合体100重量部に対して、通常は10重量部以下、好ましくは5重量部以下、更に好ましくは2重量部以下の量で用いられる。また多価アルコールの脂肪酸エステル系安定剤は環状オレフィン系共重体100重量部に対して、通常は、10重量部以下、好ましくは5重量部以下の量で用いられる。   When the above phenol-based stabilizer is used, it is usually 10 parts by weight or less, preferably 5 parts by weight or less, more preferably 2 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the aromatic-containing cyclic olefin copolymer. Used. The fatty acid ester stabilizer of the polyhydric alcohol is usually used in an amount of 10 parts by weight or less, preferably 5 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the cyclic olefin copolymer.

また、本発明の芳香族含有環状オレフィン系共重合体には、本発明の目的を損なわない範囲で、シリカ、ケイ藻土、アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム、軽石粉、軽石バルーン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム、ドロマイト、硫酸カルシウム、チタン酸カリウム、硫酸バリウム、亜硫酸カルシウム、タルク、クレー、マイカ、アスベスト、ガラス繊維、ガラスフレーク、ガラスビーズ、ケイ酸カルシウム、モンモリロナイト、ベントナイト、グラファイト、アルミニウム粉、硫化モリブデン、ボロン繊維、炭化ケイ素繊維、ポリ炭素数2以上のα−オレフィン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維等の充填剤を配合してもよい。   In addition, the aromatic-containing cyclic olefin copolymer of the present invention includes silica, diatomaceous earth, alumina, titanium oxide, magnesium oxide, pumice powder, pumice balloon, aluminum hydroxide as long as the object of the present invention is not impaired. , Magnesium hydroxide, basic magnesium carbonate, dolomite, calcium sulfate, potassium titanate, barium sulfate, calcium sulfite, talc, clay, mica, asbestos, glass fiber, glass flake, glass beads, calcium silicate, montmorillonite, bentonite, A filler such as graphite, aluminum powder, molybdenum sulfide, boron fiber, silicon carbide fiber, α-olefin fiber having 2 or more polycarbons, polypropylene fiber, polyester fiber, and polyamide fiber may be blended.

更に、本発明の芳香族含有環状オレフィン系共重合体は単独で使用することもできるし、他の高分子化合物と混合して使用することもできる。本発明の芳香族環状オレフィン系共重合体と混合して使用できる高分子化合物に特に制限はなく、熱可塑性樹脂、反応硬化性樹脂又はゴム状物質を用いることができる。   Furthermore, the aromatic-containing cyclic olefin copolymer of the present invention can be used alone or in combination with other polymer compounds. There is no restriction | limiting in particular in the high molecular compound which can be mixed and used with the aromatic cyclic olefin type copolymer of this invention, A thermoplastic resin, reaction curable resin, or a rubber-like substance can be used.

本発明の環状芳香族含有オレフィン系共重合体と混合して使用できる高分子化合物の例を以下に示す。ポリオレフィン(例:低密度ポリエチレン乃至高密度ポリエチレンの他、LLDPE、VLDPE、更に変性ポリエチレンなどのポリエチレン類、ポリプロピレン類、ポリ-4-メチルペンテン-1類、ポリブテン-1類);ポリ塩化ビニル、ポリ臭化ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニル-酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル-エチレン共重合体、塩化ビニル-プロピレン共重合体、塩化ビニル-塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル-ブタジエン共重合体、塩化ビニル-アクリル酸エステル共重合体、塩化ビニル-スチレン-アクリロニトリル三元共重合体、塩化ビニル-塩化ビニリデン-酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリトリフルオロクロルエチレン及びポリフッ化ビニリデン;ポリビニルアルコール及びポリアリルアルコールのような不飽和アルコールの(共)重合体;ポリビニルエーテル及びポリアリルエーテルのような不飽和エーテルの(共)重合体;アクリル酸及びメタクリル酸のような不飽和カルボン酸の(共)重合体;ポリ酢酸ビニル等のポリビニルエステル;ポリフタル酸等のポリアリルエステル;ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、並びに、マレイン酸エステル若しくはフマル酸エステルの(共)重合体;アクリロニトリル又はメタクリロニトリルの(共)重合体;マロノニトリル又はフマロニトリルの(共)重合体;ポリシアン化ビニリデン;ポリスチレン、ポリα-メチルスチレン、ポリp-メチルスチレン、スチレン-α-メチルスチレン共重合体、スチレン-p-メチルスチレン共重合体、ポリビニルベンゼン及びポリハロゲン化スチレン;ポリビニルピリジン、ポリN-ビニルピロリジン及びポリN-ビニルピロリドン;ポリカーボネート;ナイロン6、ナイロン6・6、ポリパラフェニレンテレフタルアミド;無水マレイン酸及び無水フマル酸等の酸無水物の(共)重合体、並びに、これらの酸無水物をイミド化した化合物の(共)重合体;ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンサルファイド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン及びポリアリレート;不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、ジアリルフタレート樹脂及びシリコン樹脂;ポリブタジエンゴム、スチレン-ブタジエン共重合体ゴム、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体ゴム、エチレン-プロピレン共重合体ゴム及びイソプレン-イソブチレン共重合体ゴム;ポリビニルカルバゾールのようにカルバゾール骨格を有する重合体;エチルセルロース及び再生セルロース等のセルロース類が挙げられる。なお、これらの高分子化合物と本発明の芳香族含有環状オレフィン系共重合体とは、通常の混練装置を用いて混練することができる。   Examples of polymer compounds that can be used by mixing with the cyclic aromatic-containing olefin copolymer of the present invention are shown below. Polyolefin (eg, low density polyethylene to high density polyethylene, LLDPE, VLDPE, polyethylene such as modified polyethylene, polypropylene, poly-4-methylpentene-1, polybutene-1); polyvinyl chloride, poly Vinyl bromide, polyvinyl fluoride, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, vinyl chloride-ethylene copolymer, vinyl chloride-propylene copolymer, vinyl chloride-vinylidene chloride copolymer, vinyl chloride-butadiene copolymer, Vinyl chloride-acrylic acid ester copolymer, vinyl chloride-styrene-acrylonitrile terpolymer, vinyl chloride-vinylidene chloride-vinyl acetate copolymer, polyvinylidene chloride, polytetrafluoroethylene, polytrifluorochloroethylene and polyfluoride Vinylidene chloride; polyvinyl alcohol and poly (Co) polymers of unsaturated alcohols such as ril alcohol; (co) polymers of unsaturated ethers such as polyvinyl ether and polyallyl ether; (co) polymers of unsaturated carboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid Polymers; polyvinyl esters such as polyvinyl acetate; polyallyl esters such as polyphthalic acid; polyacrylic acid esters, polymethacrylic acid esters, and (co) polymers of maleic acid esters or fumaric acid esters; acrylonitrile or methacrylonitrile (Co) polymer of malononitrile or fumaronitrile; (co) polymer of polycyanide vinylidene; polystyrene, poly α-methyl styrene, poly p-methyl styrene, styrene-α-methyl styrene copolymer, styrene-p-methyl Styrene copolymer, polyvinylbenzene and poly Halogenated styrene; polyvinyl pyridine, poly N-vinyl pyrrolidine and poly N-vinyl pyrrolidone; polycarbonate; nylon 6, nylon 6,6, polyparaphenylene terephthalamide; acid anhydrides such as maleic anhydride and fumaric anhydride ) Polymers, and (co) polymers of compounds obtained by imidizing these acid anhydrides; polyamideimide, polyetherimide, polyimide, polyphenylene oxide, polyphenylene sulfide, polysulfone, polyethersulfone and polyarylate; unsaturated polyester Resin, epoxy resin, phenol resin, urea resin, melamine resin, diallyl phthalate resin and silicon resin; polybutadiene rubber, styrene-butadiene copolymer rubber, acrylonitrile-butadiene copolymer rubber, ethylene -Propylene copolymer rubber and isoprene-isobutylene copolymer rubber; polymers having a carbazole skeleton such as polyvinyl carbazole; and celluloses such as ethyl cellulose and regenerated cellulose. These polymer compounds and the aromatic-containing cyclic olefin copolymer of the present invention can be kneaded using a normal kneading apparatus.

以下に実施例によって本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらに制限されるものではない。なお、実施例及び比較例において、共重合体の物性は以下の分析方法によって測定した。
(1)各モノマーの含有量(モル比):13C−NMR(400MHz、温度:室温、溶媒:重水素化クロロホルム)。
(2)重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、及び分子量分布(Mw/Mn): ゲルパーミエイションクロマトグラフィー法(GPC);温度::常温、溶媒:クロロホルムの条件下で測定した。
(3)ガラス転移温度(Tg):セイコー電子工業株式会社製の示差走査熱量分析計(型式EXSTAR600、DSC6200)を用いて、室温から260℃に昇温するときの吸熱ピークから得た。
(4)全光線透過率、△(デルタ)Y(黄色度):30mm×30mm×3mmのプレス成型体を使い、スガ試験機株式会社製ヘーズメーター(HGM-2K)及びカラーテスター(SM−7)を用いて測定した。
(5)屈折率:(株)アタゴ社製のアッベ屈折計(型式:2T)を用いて、波長が589nmの光源を使い、屈折率が1.5162のガラス製標準サンプルで基準合わせをして測定した。プレス成型体は(株)神藤金属工業所製の圧縮成形機(型式:NF-37)を用いて作製した。
The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to these examples. In Examples and Comparative Examples, the physical properties of the copolymers were measured by the following analytical methods.
(1) Content (molar ratio) of each monomer: 13 C-NMR (400 MHz, temperature: room temperature, solvent: deuterated chloroform).
(2) Weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), and molecular weight distribution (Mw / Mn): measured under the conditions of gel permeation chromatography (GPC); temperature: normal temperature, solvent: chloroform did.
(3) Glass transition temperature (Tg): obtained from an endothermic peak when the temperature was raised from room temperature to 260 ° C. using a differential scanning calorimeter (model EXSTAR600, DSC6200) manufactured by Seiko Denshi Kogyo Co., Ltd.
(4) Total light transmittance, Δ (delta) Y (yellowness): 30 mm × 30 mm × 3 mm press molded body, Suga Test Instruments Co., Ltd. Haze Meter (HGM-2K) and Color Tester (SM-7) ).
(5) Refractive index: Using an Abbe refractometer (model: 2T) manufactured by Atago Co., Ltd., using a light source with a wavelength of 589 nm, aligning the reference with a standard sample made of glass having a refractive index of 1.5162. It was measured. The press-molded body was produced using a compression molding machine (model: NF-37) manufactured by Shindo Metal Industry Co., Ltd.

<比較例1> エチレンとフェニルノルボルネンの共重合体
エチレン雰囲気下、容量1.6lのオートクレーブにフェニルノルボルネン濃度が20mol/lで、総液量が640mlとなるようにトルエンとフェニルノルボルネン−トルエン溶液を入れた。メチルアルミノキサン(アルベマール社製、MAO20%トルエン溶液)をAl基準で5.88mmol、メチレン(シクロペンタジエニル)(テトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド1.5μmolを添加し、エチレンを導入して圧力を0.2MPaに保持しながら、80℃で60分間反応させた。
<Comparative Example 1> Copolymer of ethylene and phenyl norbornene In an ethylene atmosphere, toluene and phenyl norbornene-toluene solution were added to a 1.6 l autoclave so that the phenyl norbornene concentration was 20 mol / l and the total liquid volume was 640 ml. I put it in. Methylaluminoxane (manufactured by Albemarle, MAO 20% toluene solution) was added 5.88 mmol based on Al, methylene (cyclopentadienyl) (tetramethylcyclopentadienyl) zirconium dichloride 1.5 μmol, ethylene was introduced and pressure was added. Was maintained at 0.2 MPa for 60 minutes at 80 ° C.

反応終了後、放冷しながらエチレンを脱圧し、系内を窒素で置換した。その後、吸着水分量を10wt%に調整したシリカ(富士シリシア社製、グレード:G-3粒径:50μm)を3.0g加えて1時間反応させた。その反応液を濾紙(5C、90mm)とセライト(和光純薬工業社)をセットした加圧ろ過器(アドバンテック東洋株式会社、型式KST-90-UH)に入れ、窒素で加圧ろ過して重合液を回収した。その重合液を5倍量のアセトン中に少量ずつ滴下して生成した重合体を析出させた。析出させた重合体を再度トルエンに溶解させ、もう一度5倍量のアセトン中に少量ずつ滴下して重合体を再析出させた。得られた重合体を真空下、100℃で乾燥させ、乾燥後のGC測定で重合体中に未反応モノマーが残存していない事を確認した。   After completion of the reaction, ethylene was depressurized while allowing to cool, and the system was replaced with nitrogen. Thereafter, 3.0 g of silica (made by Fuji Silysia Co., grade: G-3 particle size: 50 μm) with the adsorbed water content adjusted to 10 wt% was added and reacted for 1 hour. The reaction solution was placed in a pressure filter (Advantech Toyo Co., Ltd., model KST-90-UH) set with filter paper (5C, 90 mm) and Celite (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and pressure filtered with nitrogen for polymerization. The liquid was collected. The polymerization solution was dropped little by little in 5 times amount of acetone to precipitate a produced polymer. The precipitated polymer was dissolved again in toluene, and once again added dropwise in 5 times amount of acetone to reprecipitate the polymer. The obtained polymer was dried at 100 ° C. under vacuum, and it was confirmed by GC measurement after drying that no unreacted monomer remained in the polymer.

重合体の収量は44.1g、Mw=142,000、Mw/Mn=1.74、重合活性は322kg-polymer/g-Zr・hであった。また、重合体中に含まれるエチレンとフェニルノルボルネンのモル比はエチレン:フェニルノルボルネン=56:44、ガラス転移温度は144℃であった。   The yield of the polymer was 44.1 g, Mw = 142,000, Mw / Mn = 1.74, and the polymerization activity was 322 kg-polymer / g-Zr · h. The molar ratio of ethylene to phenyl norbornene contained in the polymer was ethylene: phenyl norbornene = 56: 44, and the glass transition temperature was 144 ° C.

<比較例2>エチレンとインダニルノルボルネンの共重合体
モノマーをインダニルノルボルネン、モノマー濃度を1.0mol/lに変更した以外、比較例1と同様にして行った。共重合体の収量は27.0g、Mw=159,500、Mw/Mn=1.93であった。また、重合活性は789kg-polymer/g-Zr・h、共重合体中に含まれるエチレンとインダニルノルボルネンのモル比はエチレン:インダニルノルボルネン=63:37であり、ガラス転移温度は158℃であった。
<Comparative Example 2> Copolymer of ethylene and indanyl norbornene The same procedure as in Comparative Example 1 was conducted except that the monomer was changed to indanyl norbornene and the monomer concentration was changed to 1.0 mol / l. The copolymer yield was 27.0 g, Mw = 159,500, and Mw / Mn = 1.93. The polymerization activity was 789 kg-polymer / g-Zr · h, the molar ratio of ethylene and indanylnorbornene contained in the copolymer was ethylene: indanylnorbornene = 63: 37, and the glass transition temperature was 158 ° C. there were.

<比較例3>エチレンとノルボルネンの共重合体
エチレン雰囲気下、容量800mlのオートクレーブにノルボルネン濃度が2.86mol/lで、総液量が411mlとなるようにトルエンとノルボルネン−トルエン溶液を入れた。メチルアルミノキサン(アルベマール社製、MAO20%トルエン溶液)をAl基準で1.18mmol、メチレン(シクロペンタジエニル)(テトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド0.3μmolを添加し、エチレンを導入して圧力を0.2MPaに保持しながら、80℃で30分間反応させた。その後の操作は比較例1と同様にして行った。
<Comparative Example 3> Copolymer of ethylene and norbornene In an ethylene atmosphere, toluene and a norbornene-toluene solution were placed in an autoclave having a capacity of 800 ml so that the norbornene concentration was 2.86 mol / l and the total liquid volume was 411 ml. 1.18 mmol of methylaluminoxane (manufactured by Albemarle, MAO 20% toluene solution) on the basis of Al, methylene (cyclopentadienyl) (tetramethylcyclopentadienyl) zirconium dichloride (0.3 μmol) were added, ethylene was introduced and pressure was added Was kept at 0.2 MPa for 30 minutes at 80 ° C. Subsequent operations were performed in the same manner as in Comparative Example 1.

重合体の収量は、41.4g、Mw=207,500、Mw/Mn=1.69であり、重合活性は3025kg-polymer/g-Zr・hであった。また、重合体中に含まれるエチレンとノルボルネンのモル比はエチレン:ノルボルネン=44:56であり、ガラス転移温度は145℃であった。   The polymer yield was 41.4 g, Mw = 207,500, Mw / Mn = 1.69, and the polymerization activity was 3025 kg-polymer / g-Zr · h. The molar ratio of ethylene and norbornene contained in the polymer was ethylene: norbornene = 44: 56, and the glass transition temperature was 145 ° C.

<比較例4> 水素を混合したエチレンとノルボルネンの共重合体
エチレンの代わりにモル比が水素/エチレン=0.00086となるようにエチレンを水素と混合した混合ガスを使用した以外、比較例3と同様の条件で重合した。重合体の収量は23.3g、Mw=127,500、Mw/Mn=1.6、重合活性は1703kg-polymer/g-Zr・hであった。また、重合体中に含まれるエチレンとノルボルネンのモル比はエチレン:ノルボルネン=46:54、ガラス転移温度は149℃であった。
<Comparative Example 4> Copolymer of ethylene and norbornene mixed with hydrogen Comparative Example 3 except that a mixed gas in which ethylene was mixed with hydrogen was used in place of ethylene so that the molar ratio was hydrogen / ethylene = 0.00086 Polymerization was carried out under the same conditions as in. The yield of the polymer was 23.3 g, Mw = 127,500, Mw / Mn = 1.6, and the polymerization activity was 1703 kg-polymer / g-Zr · h. The molar ratio of ethylene and norbornene contained in the polymer was ethylene: norbornene = 46: 54, and the glass transition temperature was 149 ° C.

<実施例1> エチレンとメチルフェニルノルボルネンの共重合体
エチレン雰囲気下、容量200mlのオートクレーブにメチルフェニルノルボルネン濃度が0.98mol/lで、総液量が50mlとなるようにトルエンとメチルフェニルノルボルネンを入れた。メチルアルミノキサン(アルベマール社製、MAO20%%トルエン溶液)をAl基準で2.0mmol、メチレン(シクロペンタジエニル)(テトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド0.5μmolを添加し、エチレンを導入して圧力を0.1MPaに保持しながら、80℃で30分間反応させた。その後の操作は比較例1と同様にして行った。
<Example 1> Copolymer of ethylene and methylphenylnorbornene Under an ethylene atmosphere, toluene and methylphenylnorbornene were added to an autoclave having a capacity of 200 ml with a methylphenylnorbornene concentration of 0.98 mol / l and a total liquid volume of 50 ml. I put it in. Methylaluminoxane (manufactured by Albemarle, MAO 20 %% toluene solution) was added with 2.0 mmol of Al standard, methylene (cyclopentadienyl) (tetramethylcyclopentadienyl) zirconium dichloride 0.5 μmol, and ethylene was introduced. While maintaining the pressure at 0.1 MPa, the reaction was carried out at 80 ° C. for 30 minutes. Subsequent operations were performed in the same manner as in Comparative Example 1.

重合体の収量は、5.32g、Mw=124,000、Mw/Mn=1.87、重合活性は、233kg-polymer/g-Zr・hであった。また、重合体中に含まれるエチレンとノルボルネンのモル比はエチレン:メチルフェニルノルボルネン=60:40、ガラス転移温度は145℃であった。   The yield of the polymer was 5.32 g, Mw = 14,000, Mw / Mn = 1.87, and the polymerization activity was 233 kg-polymer / g-Zr · h. The molar ratio of ethylene and norbornene contained in the polymer was ethylene: methylphenylnorbornene = 60: 40, and the glass transition temperature was 145 ° C.

<実施例2>メチルフェニルノルボルネン共重合体:触媒にメチレン(シクロペンタジエニル)(テトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド使用エチレン雰囲気下、容量800mlのオートクレーブにメチルフェニルノルボルネン濃度が2.0mol/lで、総液量が320mlとなるようにトルエンとメチルフェニルノルボルネンを入れた。メチルアルミノキサン(アルベマール社製、MAO20%トルエン溶液)をAl基準で5.88mmol、メチレン(シクロペンタジエニル)(テトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド1.5μmolを添加し、エチレンを導入して圧力を0.2MPaに保持しながら、80℃で15分間反応させた。その後の操作は比較例1と同様にして行った。   <Example 2> Methylphenylnorbornene copolymer: Methylene (cyclopentadienyl) (tetramethylcyclopentadienyl) zirconium dichloride used as a catalyst In an ethylene atmosphere, a methylphenylnorbornene concentration of 2.0 mol / in an autoclave having a capacity of 800 ml l, toluene and methylphenylnorbornene were added so that the total liquid volume was 320 ml. Methylaluminoxane (manufactured by Albemarle, MAO 20% toluene solution) was added 5.88 mmol based on Al, methylene (cyclopentadienyl) (tetramethylcyclopentadienyl) zirconium dichloride 1.5 μmol, ethylene was introduced and pressure was added. Was kept at 0.2 MPa for 15 minutes at 80 ° C. Subsequent operations were performed in the same manner as in Comparative Example 1.

重合体の収量は34.43g、重合活性は1007kg-polymer/g-Zr・hであった。また、得られた重合体のガラス転移温度は190℃であった。   The yield of the polymer was 34.43 g, and the polymerization activity was 1007 kg-polymer / g-Zr · h. Moreover, the glass transition temperature of the obtained polymer was 190 degreeC.

<比較例5>メチルフェニルノルボルネン共重合体:触媒にエチレンビスインデニルジルコニウムジクロリドを使用
エチレン雰囲気下、容量800mlのオートクレーブにメチルフェニルノルボルネン濃度が2.0mol/lで、総液量が320mlとなるようにトルエンとメチルフェニルノルボルネンを入れた。メチルアルミノキサン(アルベマール社製、MAO20%トルエン溶液)をAl基準で16.17mmol、エチレンビスインデニルジルコニウムジクロリド4.0μmolを添加し、エチレンを導入して圧力を0.2MPaに保持しながら、80℃で35分間反応させた。その後の操作は比較例1と同様にして行った。
<Comparative Example 5> Methylphenylnorbornene copolymer: ethylenebisindenylzirconium dichloride is used as a catalyst. In an ethylene atmosphere, the methylphenylnorbornene concentration is 2.0 mol / l and the total liquid volume is 320 ml in an autoclave having a capacity of 800 ml. Thus, toluene and methylphenylnorbornene were added. Methylaluminoxane (manufactured by Albemarle, MAO 20% toluene solution) was added at 16.17 mmol and 4.0 μmol of ethylenebisindenylzirconium dichloride based on Al, and ethylene was introduced to keep the pressure at 0.2 MPa while maintaining the pressure at 80 ° C. For 35 minutes. Subsequent operations were performed in the same manner as in Comparative Example 1.

重合体の収量は16.72g、重合活性は79kg-polymer/g-Zr・hであった。また、得られた重合体のガラス転移温度は135℃であった。   The yield of the polymer was 16.72 g, and the polymerization activity was 79 kg-polymer / g-Zr · h. Moreover, the glass transition temperature of the obtained polymer was 135 degreeC.

<比較例6> メチルフェニルノルボルネンの共重合体:触媒にイソプロピリデン(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロリドを使用
エチレン雰囲気下、容量800mlのオートクレーブにメチルフェニルノルボルネン濃度が2.0mol/lで、総液量が295mlとなるようにトルエンとメチルフェニルノルボルネンを入れた。メチルアルミノキサン(アルベマール社製、MAO20%トルエン溶液)をAl基準で11.76mmol、イソプロピリデン(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロリド3.0μmolを添加し、エチレンを導入して圧力を0.2MPaに保持しながら、80℃で60分間反応させた。その後の操作は比較例1と同様にして行った。
<Comparative Example 6> Copolymer of methylphenylnorbornene: isopropylidene (cyclopentadienyl) (fluorenyl) zirconium dichloride is used as a catalyst. In an ethylene atmosphere, a methylphenylnorbornene concentration is 2.0 mol / l in an autoclave having a capacity of 800 ml. Toluene and methylphenylnorbornene were added so that the total liquid volume was 295 ml. Methylaluminoxane (manufactured by Albemarle, MAO 20% toluene solution) was added 11.76 mmol based on Al, isopropylidene (cyclopentadienyl) (fluorenyl) zirconium dichloride 3.0 μmol, ethylene was introduced, and the pressure was 0.2 MPa. The mixture was reacted at 80 ° C. for 60 minutes. Subsequent operations were performed in the same manner as in Comparative Example 1.

重合体の収量は2.87gであり、重合活性は10kg-polymer/g-Zr・hであった。得られた重合体のガラス転移温度は155℃であった。   The yield of the polymer was 2.87 g, and the polymerization activity was 10 kg-polymer / g-Zr · h. The resulting polymer had a glass transition temperature of 155 ° C.

実施例2、比較例5及び比較例6で得られた共重合体の重合活性、ガラス転移温度を表1に示す。

Figure 0004587679
Table 1 shows the polymerization activity and glass transition temperature of the copolymers obtained in Example 2, Comparative Example 5 and Comparative Example 6.
Figure 0004587679

表1の結果から分かるように、メチレン(シクロペンタジエニル)(テトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリドを用いたメタロセン触媒の存在下で、芳香族含有ノルボルネンを共重合させる場合、一般的なメタロセン触媒であるエチレンビスインデニルジルコニウムジクロリドやイソプロピリデン(シクロペンタジエニル)(フルオレニル)ジルコニウムジクロリドと比較して、非常に高活性であり、且つ、より高い共重合性を有していることが分かった。   As can be seen from the results of Table 1, when an aromatic-containing norbornene is copolymerized in the presence of a metallocene catalyst using methylene (cyclopentadienyl) (tetramethylcyclopentadienyl) zirconium dichloride, a general metallocene is used. Compared to ethylenebisindenylzirconium dichloride and isopropylidene (cyclopentadienyl) (fluorenyl) zirconium dichloride, which are catalysts, it is found to be very highly active and have higher copolymerizability. It was.

<実施例3>耐熱性評価
比較例1〜3、実施例1で得られた重合体のコモノマー比とガラス転移温度を表2に示す。
<Example 3> Evaluation of heat resistance Table 2 shows the comonomer ratio and glass transition temperature of the polymers obtained in Comparative Examples 1 to 3 and Example 1.

比較例1〜3、実施例1で得られた重合体のコモノマー比とガラス転移温度を表2に示す。

Figure 0004587679
Table 2 shows the comonomer ratio and glass transition temperature of the polymers obtained in Comparative Examples 1 to 3 and Example 1.
Figure 0004587679

表2から、実施例1で得られたメチルフェニルノルボルネン共重合体は比較例3で得られた置換基のないノルボルネン共重合体と比較して、少ないコモノマー含有量でありながら、同程度のガラス転移温度を有している。更に、同じ様な置換基を有する比較例1、2から得られたフェニルノルボルネン共重合体やインダニルノルボルネン共重合体と比較しても少ないコモノマー含有量で同程度のガラス転移温度を有している。   From Table 2, the methylphenyl norbornene copolymer obtained in Example 1 has a lower comonomer content than the norbornene-free norbornene copolymer obtained in Comparative Example 3, but has a comparable glass content. It has a transition temperature. Furthermore, even when compared with the phenyl norbornene copolymer and indanyl norbornene copolymer obtained from Comparative Examples 1 and 2 having similar substituents, they have the same glass transition temperature with a small comonomer content. Yes.

<実施例3>耐酸化性評価
比較例1〜3及び実施例1で得られた重合体をそれぞれ示差走査熱量分析計(DSC)で分析を行った。DSC測定は空気中(空気供給流速50ml/min)で温度を30℃から350℃に昇温速度5℃/minで昇温させて測定した。その結果を図1に示し、発熱開始温度を表3に示す。
<Example 3> Evaluation of oxidation resistance The polymers obtained in Comparative Examples 1 to 3 and Example 1 were analyzed with a differential scanning calorimeter (DSC). The DSC measurement was performed by raising the temperature from 30 ° C. to 350 ° C. at a temperature raising rate of 5 ° C./min in the air (air supply flow rate 50 ml / min). The results are shown in FIG. 1, and the heat generation start temperature is shown in Table 3.

図1から、フェニルノルボルネンやインダニルノルボルネンのようにベンジル位に水素を持つコモノマーを用いた共重合体ではガラス転移温度を越えた140〜150℃付近から酸化反応による発熱ピークが現れた。それに対して、メチルフェニルノルボルネン系は220℃付近まで発熱ピークは無く、ベンジル位の水素をメチル基に換えることでより高い温度まで酸化されにくくなったことが確認された。また、200℃付近で発熱しているノルボルネン系と比較しても同等以上の耐酸化性を示すことが確認された。   From FIG. 1, in the copolymer using a comonomer having hydrogen at the benzyl position such as phenyl norbornene and indanyl norbornene, an exothermic peak due to an oxidation reaction appeared from around 140 to 150 ° C. exceeding the glass transition temperature. On the other hand, the methylphenylnorbornene system had no exothermic peak up to around 220 ° C., and it was confirmed that it became difficult to oxidize to higher temperatures by replacing the hydrogen at the benzyl position with a methyl group. In addition, it was confirmed that the oxidation resistance was equal to or higher than that of the norbornene-based heat generating near 200 ° C.

Figure 0004587679
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<実施例4> 架橋反応抑制効果の評価及び光学特性評価
比較例1〜3及び実施例1で得られた重合体をそれぞれ温度180℃でプレス成型を行った。そのプレス成型体を塩化メチレンに溶解させた時のゲルの発生状況を表4に、溶媒可溶成分のGPC測定結果を表5に示した。また、成型体を用いて光学特性を測定した結果を表6に示した。
<Example 4> Evaluation of crosslinking reaction inhibitory effect and optical property evaluation The polymers obtained in Comparative Examples 1 to 3 and Example 1 were each press-molded at a temperature of 180 ° C. Table 4 shows the state of gel generation when the press-molded product was dissolved in methylene chloride, and Table 5 shows the GPC measurement results of the solvent-soluble components. In addition, Table 6 shows the results of measuring optical characteristics using the molded body.

Figure 0004587679
Figure 0004587679

Figure 0004587679
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表4に示されるように、ベンジル位の水素をメチル基に換える事でプレス成型時のゲルの発生を抑制し、架橋反応による分子量の増加が起きていないことが確認された。   As shown in Table 4, it was confirmed that the occurrence of gel during press molding was suppressed by replacing the hydrogen at the benzyl position with a methyl group, and no increase in molecular weight due to the crosslinking reaction occurred.

Figure 0004587679
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表6に示されるように、ベンジル位の水素をメチル基に換える事でプレス成型時の光学特性の低下が抑制され、劣化の起きにくいノルボルネン系と同等以上の透明性を維持しながら、より高い屈折率を有することが確認された。   As shown in Table 6, by replacing the hydrogen at the benzyl position with a methyl group, the decrease in optical properties during press molding is suppressed, while maintaining transparency equal to or higher than that of a norbornene system that is less prone to deterioration, and higher It was confirmed to have a refractive index.

以下にエチレンとノルボルネン、及び芳香族含有ノルボルネン類の共重合体を合成し、評価した結果を示した。   The results of synthesis and evaluation of copolymers of ethylene, norbornene, and aromatic-containing norbornene are shown below.

<比較例7>エチレン、ノルボルネン、及びフェニルノルボルネン共重合体
エチレン雰囲気下、容量800mlのオートクレーブにノルボルネンを0.77mol、フェニルノルボルネンを0.13mol加えて、総液量が320mlとなるようにトルエンを入れた(総モノマー濃度:2.82mol/l)。メチルアルミノキサン(アルベマール社製、MAO20%トルエン溶液)をAl基準で3.91mmol、メチレン(シクロペンタジエニル)(テトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド1.0μmolを添加し、エチレンを導入して圧力を0.2MPaに保持しながら、80℃で20分間反応させた。その後の操作は比較例1と同様にして行った。
<Comparative Example 7> Ethylene, norbornene, and phenylnorbornene copolymer Under an ethylene atmosphere, 0.77 mol of norbornene and 0.13 mol of phenylnorbornene were added to an autoclave having a capacity of 800 ml, and toluene was added so that the total liquid volume became 320 ml. (Total monomer concentration: 2.82 mol / l). Methylaluminoxane (manufactured by Albemarle, MAO 20% toluene solution) was added 3.91 mmol based on Al, methylene (cyclopentadienyl) (tetramethylcyclopentadienyl) zirconium dichloride 1.0 μmol, ethylene was introduced and pressure was added Was kept at 0.2 MPa for 20 minutes at 80 ° C. Subsequent operations were performed in the same manner as in Comparative Example 1.

重合体の収量は、28.52g、Mw=183,000、Mw/Mn=1.91、重合活性は947kg-polymer/g-Zr・hであった。また、重合体中に含まれるエチレン、ノルボルネン、フェニルノルボルネンのモル比は、エチレン:ノルボルネン:フェニルノルボルネン=48:46:6であり、重合体のガラス転移温度は150℃であった。   The yield of the polymer was 28.52 g, Mw = 183,000, Mw / Mn = 1.91, and the polymerization activity was 947 kg-polymer / g-Zr · h. The molar ratio of ethylene, norbornene, and phenylnorbornene contained in the polymer was ethylene: norbornene: phenylnorbornene = 48: 46: 6, and the glass transition temperature of the polymer was 150 ° C.

<実施例5>エチレン、ノルボルネン、及びメチルフェニルノルボルネン共重合体
エチレン雰囲気下、容量200mlのオートクレーブにノルボルネンを0.24mol、メチルフェニルノルボルネンを0.023mol加えて、総液量が95mlとなるようにトルエンを入れた(総モノマー濃度:2.78mol/l)。メチルアルミノキサン(アルベマール社製、MAO20%トルエン溶液)をAl基準で1.29mmol、メチレン(シクロペンタジエニル)(テトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリド0.33μmolを添加し、エチレンを導入して圧力を0.2Mpaに保持しながら、80℃で60分間反応させた。その後の操作は比較例1と同様にして行った。
<Example 5> Ethylene, norbornene, and methylphenylnorbornene copolymer Under an ethylene atmosphere, 0.24 mol of norbornene and 0.023 mol of methylphenylnorbornene are added to an autoclave having a capacity of 200 ml so that the total liquid volume becomes 95 ml. Toluene was added (total monomer concentration: 2.78 mol / l). 1.29 mmol of methylaluminoxane (manufactured by Albemarle, MAO 20% toluene solution) and 1.33 mmol of methylene (cyclopentadienyl) (tetramethylcyclopentadienyl) zirconium dichloride (0.33 μmol) were added based on Al, ethylene was introduced, and pressure Was kept at 0.2 Mpa for 60 minutes at 80 ° C. Subsequent operations were performed in the same manner as in Comparative Example 1.

重合体の収量は5.55g、Mw=153,500、Mw/Mn=1.66であり、重合活性は1106kg-polymer/g-Zr・hであった。また、重合体中に含まれるエチレン、ノルボルネン、メチルフェニルノルボルネンのモル比はエチレン:ノルボルネン:メチルフェニルノルボルネン=47:49:4であり、重合体のガラス転移温度は168℃であった。   The yield of the polymer was 5.55 g, Mw = 153,500, Mw / Mn = 1.66, and the polymerization activity was 1106 kg-polymer / g-Zr · h. The molar ratio of ethylene, norbornene and methylphenylnorbornene contained in the polymer was ethylene: norbornene: methylphenylnorbornene = 47: 49: 4, and the glass transition temperature of the polymer was 168 ° C.

<実施例6>三元共重合体の耐熱性評価
表7に2種類のモノマーを使用した共重合体(比較例3及び実施例1)と3種類のモノマーを使用した共重合体(比較例7及び実施例9)の各モノマー含有量とガラス転移温度を示した。
<Example 6> Evaluation of heat resistance of ternary copolymer Table 7 shows a copolymer using two types of monomers (Comparative Example 3 and Example 1) and a copolymer using three types of monomers (Comparative Example). 7 and Example 9) are shown for each monomer content and glass transition temperature.

Figure 0004587679
Figure 0004587679

表7から分かる様に3種類のモノマーを組み合わせることで少ない環状オレフィンの使用量でより高い耐熱性が得られることが分かった。
これらの共重合体をプレス成形し、GPC及び光学特性を分析した。表8にGPC結果を示した。
As can be seen from Table 7, it was found that higher heat resistance can be obtained by using a small amount of cyclic olefin by combining three kinds of monomers.
These copolymers were press molded and analyzed for GPC and optical properties. Table 8 shows the GPC results.

Figure 0004587679
Figure 0004587679

フェニルノルボルネンをコモノマーに使用した共重合体は架橋反応が起きたため、分子量、分子量分布が増大しているのに対し、メチルフェニルノルボルネンをコモノマーに使用した共重合体は分子量、分子量分布共にほとんど変化しておらず、架橋反応が起きていないことが明らかとなった。   Copolymers using phenylnorbornene as a comonomer have increased molecular weight and molecular weight distribution due to a cross-linking reaction, whereas copolymers using methylphenylnorbornene as a comonomer change both in molecular weight and molecular weight distribution. It was revealed that no cross-linking reaction occurred.

Figure 0004587679
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また、表9からエチレン-ノルボルネン-フェニルノルボルネン共重合体はエチレン-ノルボルネン共重合体よりも屈折率が上昇するが、全光線透過率、△Yが低下することが分かった。それに対し、エチレン-ノルボルネン-メチルフェニルノルボルネン共重合体は同程度の屈折率、全光線透過率、△Yであることが分かった。
これらの結果からエチレン-ノルボルネン-メチルフェニルノルボルネン共重合体は少ない環状オレフィン使用量でより高い耐熱性を有し、耐熱老化性が改善され、かつ優れた光学特性を維持する事が分かった。
Further, from Table 9, it was found that the ethylene-norbornene-phenylnorbornene copolymer has a higher refractive index than the ethylene-norbornene copolymer, but the total light transmittance and ΔY are lowered. In contrast, the ethylene-norbornene-methylphenylnorbornene copolymer was found to have the same refractive index, total light transmittance, and ΔY.
From these results, it was found that the ethylene-norbornene-methylphenyl norbornene copolymer has higher heat resistance with a small amount of cyclic olefin used, improved heat aging resistance, and maintains excellent optical properties.

本発明によれば、重合活性に優れるとともに、芳香族含有ノルボルネン共重合体の光学材料用途として必要な耐熱老化性、耐熱性、光学特性が改良され、かつ、ガラス転移点が高いという特性を同時に満足する触媒を使用する芳香族含有ルボルネン共重合体の効率的な製造方法が提供される。   According to the present invention, it has excellent polymerization activity, improved heat aging resistance, heat resistance and optical properties necessary for use as an optical material for aromatic-containing norbornene copolymers, and has a high glass transition point at the same time. Provided is an efficient process for producing aromatic-containing rubornene copolymers using satisfactory catalysts.

比較例1〜3及び実施例1で得られた各重合体について示差走査熱量分析を行った結果を示す。The result of having performed the differential scanning calorimetry about each polymer obtained by Comparative Examples 1-3 and Example 1 is shown.

Claims (5)

α−オレフィンと、5-メチル若しくはエチル-5-フェニル-ビシクロ[2,2,1]ヘプト-2-エンからなる芳香族含有環状オレフィンとを、メチレン(シクロペンタジエニル)(テトラメチルシクロペンタジエニル)ジルコニウムジクロリドとメチルアルミノキサンとを含む触媒の存在下に共重合させることを特徴とする芳香族含有環状オレフィン共重合体の製造方法。 An α-olefin and an aromatic-containing cyclic olefin composed of 5-methyl or ethyl-5-phenyl-bicyclo [2,2,1] hept-2-ene are mixed with methylene (cyclopentadienyl) (tetramethylcyclopenta A method for producing an aromatic-containing cyclic olefin copolymer, comprising copolymerizing in the presence of a catalyst containing ( dienyl) zirconium dichloride and methylaluminoxane. 前記α−オレフィンと、前記芳香族含有環状オレフィンと、更に、ビシクロ[2,2,1]ヘプト-2-エン(ノルボルネン)からなる環状オレフィンとを共重合さる請求項1に記載の芳香族含有環状オレフィン共重合体の製造方法。 Said α- olefin, and the aromatic-containing cycloolefin, further, bicyclo [2,2,1] hept-2-ene aroma of claim 1 and a cyclic olefin comprising a (norbornene) Ru by copolymerizing For producing a group-containing cyclic olefin copolymer . 請求項1又は2に記載の製造方法で得られ、かつ示差走査熱量分析計(昇温速度5℃/minにて温度30℃から350℃に昇温し空気供給速度50ml/minの空気中)による発熱開始温度が180℃以上である芳香族含有環状オレフィン共重合体。3. A differential scanning calorimeter obtained by the production method according to claim 1 or 2 (in air at a temperature rising rate of 5 ° C./min and a temperature of 30 ° C. to 350 ° C. and an air supply rate of 50 ml / min) An aromatic-containing cyclic olefin copolymer having an exothermic starting temperature of 180 ° C. or higher. 請求項に記載の芳香族含有環状オレフィン共重合体を含む光学材料。 Including optical science material an aromatic-containing cycloolefin copolymer according to claim 3. 請求項に記載の芳香族含有環状オレフィン共重合体を含む電気・電子材料。 Including electrical and electronic materials an aromatic-containing cycloolefin copolymer according to claim 3.
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